一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及糾偏設(shè)備和方法，具體涉及一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波 磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金屬帶材連續(xù)處理生產(chǎn)過程中，一個(gè)重要的條件是保證金屬帶材穩(wěn)定、對(duì)中地 運(yùn)行在生產(chǎn)線上，從而為工藝過程提供良好的基礎(chǔ)。
[0003] 實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，金屬帶材的"跑偏"始終是威脅金屬帶材連續(xù)處理工藝和生產(chǎn)設(shè) 備運(yùn)行的一個(gè)頑疾。金屬帶材運(yùn)行過程中的對(duì)中控制成為金屬帶材連續(xù)處理工藝與設(shè)備研 究的一個(gè)重要課題。目前使用的糾偏設(shè)備主要為開卷/卷取機(jī)的橫移糾偏以及金屬帶材運(yùn) 行中的輯式糾偏。糾偏輯和金屬帶材表面接觸，可能造成金屬帶材表面劃傷，而且在一些金 屬帶材自由段較長(zhǎng)的場(chǎng)合（如活套、退火爐等），金屬帶材中段無法使用傳統(tǒng)的輥式糾偏設(shè) 備，造成跑偏較為嚴(yán)重，有時(shí)會(huì)造成刮邊和斷帶等事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，提供一種避免金屬帶材刮邊和斷帶發(fā)生的金屬帶 材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備和方法。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏 設(shè)備，包括金屬帶材和設(shè)于所述金屬帶材至少一側(cè)的行波磁場(chǎng)發(fā)生器。
[0006] 本發(fā)明的效果是：該設(shè)備為非接觸式糾偏，無磨損，無噪音，避免劃傷金屬帶材，且 糾偏力可平滑調(diào)節(jié)，工作可靠。
[0007] 進(jìn)一步地，當(dāng)所述金屬帶材為軟磁材料時(shí)，在所述金屬帶材的兩側(cè)相同位置施加 位置對(duì)稱的行波磁場(chǎng)發(fā)生器，保證兩側(cè)的行波磁場(chǎng)對(duì)稱且同步運(yùn)動(dòng)。
[0008] 進(jìn)一步地，該行波磁場(chǎng)發(fā)生器包括鐵芯和設(shè)于所述鐵芯內(nèi)部的A相線圈、B相線圈 和C相線圈，所述鐵芯上設(shè)有若干缺槽，該A相線圈、B相線圈和C相線圈設(shè)于所述鐵芯內(nèi) 且嵌設(shè)于該若干缺槽內(nèi)，所述若干缺槽的方向均與所述金屬帶材的運(yùn)行方向平行。
[0009] 進(jìn)一步地，所述若干缺槽等距離設(shè)置，且其高度和深度均相同。
[0010] 進(jìn)一步地，所述缺槽有六個(gè)，所述A相線圈嵌設(shè)于第一個(gè)和第四個(gè)缺槽內(nèi)，所述B 相線圈嵌設(shè)于第三個(gè)和第六個(gè)缺槽內(nèi)，所述C相線圈嵌設(shè)于第二個(gè)和第五個(gè)缺槽內(nèi)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備還包括位 置調(diào)整機(jī)構(gòu)、金屬帶材位置檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整該行波磁場(chǎng) 發(fā)生器與所述金屬帶材間的距離；該金屬帶材位置檢測(cè)裝置用于測(cè)量出所述金屬帶材的跑 偏量；該控制系統(tǒng)用于采集所述金屬帶材的當(dāng)前跑偏量，從而調(diào)整三相電流的大小及頻率， 并驅(qū)動(dòng)該行波磁場(chǎng)發(fā)生器進(jìn)行糾偏。
[0012] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏 方法，包括以下步驟：S1，設(shè)定所述金屬帶材的表面為XY平面，所述金屬帶材的運(yùn)行方向?yàn)閄軸正向，Υ軸與所述金屬帶材的運(yùn)行方向垂直；S2,提供金屬帶材和位于所述金屬帶材至 少一側(cè)的行波磁場(chǎng)發(fā)生器，該行波磁場(chǎng)發(fā)生器包括鐵芯和設(shè)于所述鐵芯內(nèi)部的Α相線圈、Β 相線圈和C相線圈，所述鐵芯上設(shè)有六個(gè)缺槽，所述六個(gè)缺槽依次沿Y軸正向堆疊設(shè)置，且 每一缺槽的延伸方向均與所述金屬帶材的運(yùn)行方向平行，該A相線圈、B相線圈和C相線圈 設(shè)于所述鐵芯內(nèi)且嵌設(shè)于該六個(gè)缺槽內(nèi)，所述A相線圈嵌設(shè)于第一個(gè)和第四個(gè)缺槽內(nèi)，所 述B相線圈嵌設(shè)于第三個(gè)和第六個(gè)缺槽內(nèi)，所述C相線圈嵌設(shè)于第二個(gè)和第五個(gè)缺槽內(nèi)， S3,當(dāng)所述金屬帶材在連續(xù)生產(chǎn)線中朝Y軸負(fù)向偏移時(shí)，則在A相線圈、B相線圈和C相線圈 中分別通入三相交流電的A、B、C三相，使得當(dāng)相位角為正時(shí)，在第一個(gè)、第三個(gè)和第五個(gè)缺 槽（3)的線圈內(nèi)產(chǎn)生的電流方向與所述金屬帶材（1)的運(yùn)動(dòng)方向相反，金屬帶材1即受到Y(jié) 軸正向的電磁糾偏力；S4,當(dāng)所述金屬帶材在連續(xù)生產(chǎn)線中朝Y軸正向偏移時(shí)，則需要將通 入給該行波磁場(chǎng)發(fā)生器的三相交流電中的任意兩相交換位置，行波磁場(chǎng)也隨之反向，產(chǎn)生Y 軸負(fù)向電磁糾偏力。
[0013] 本發(fā)明的效果是：該方法為非接觸式糾偏，無磨損，無噪音，避免劃傷金屬帶材，且 糾偏力可平滑調(diào)節(jié)，工作可靠。
[0014] 進(jìn)一步地，當(dāng)所述金屬帶材為軟磁材料時(shí)，在所述金屬帶材的兩側(cè)相同位置施加 位置對(duì)稱的行波磁場(chǎng)發(fā)生器，保證兩側(cè)的行波磁場(chǎng)對(duì)稱且同步運(yùn)動(dòng)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述若干缺槽等距離設(shè)置，且其高度和深度均相同。
[0016] 進(jìn)一步地，所述金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)禍流糾偏方法還需提供 位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、金屬帶材位置檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整該行波磁 場(chǎng)發(fā)生器與所述金屬帶材間的距離；該金屬帶材位置檢測(cè)裝置用于測(cè)量出所述金屬帶材的 跑偏量；該控制系統(tǒng)用于采集所述金屬帶材的當(dāng)前跑偏量，從而調(diào)整三相電流的大小及頻 率，并驅(qū)動(dòng)該行波磁場(chǎng)發(fā)生器進(jìn)行糾偏。
【附圖說明】
[0017]圖1所示為本發(fā)明提供的金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè) 備的剖面示意圖。
[0018] 圖2所示為圖1中的鐵芯內(nèi)部的各組線圈繞法的示意圖。
[0019] 附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：
[0020] 1、金屬帶材，2、鐵芯，3、缺槽。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖1，為本發(fā)明提供的金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流 糾偏設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備包括金 屬帶材1和位于金屬帶材1 一側(cè)的行波磁場(chǎng)發(fā)生器，該行波磁場(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在金屬帶材1 的表面。金屬帶材1沿圖1中的箭頭方向運(yùn)行。
[0023] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖2,該行波磁場(chǎng)發(fā)生器包括鐵芯2和設(shè)于鐵芯2內(nèi)部的A相線圈、B 相線圈和C相線圈。鐵芯2上設(shè)有六個(gè)缺槽3,該A相線圈、B相線圈和C相線圈繞設(shè)于鐵 芯2內(nèi)且嵌設(shè)于該六個(gè)缺槽3內(nèi)。該六個(gè)缺槽3的方向均與金屬帶材1的運(yùn)行方向一致。 該A相線圈嵌設(shè)于第一個(gè)和第四個(gè)缺槽3內(nèi)，B相線圈嵌設(shè)于第三個(gè)和第六個(gè)缺槽3內(nèi)，C 相線圈嵌設(shè)于第二個(gè)和第五個(gè)缺槽3內(nèi)。于本實(shí)施例中，該六個(gè)缺槽3等距離設(shè)置，且其高 度和深度均相同。
[0024] 該金屬帶材連續(xù)生產(chǎn)線的非接觸式行波磁場(chǎng)渦流糾偏設(shè)備還包括位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、 金屬帶材位置檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)，該位置調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整該行波磁場(chǎng)發(fā)生器與金屬帶 材1間的距離；該金屬帶材位置檢測(cè)裝置用于測(cè)量出金屬帶材1的跑偏量，可為光電式或磁 感式；該控制系統(tǒng)用于采集金屬帶材1的當(dāng)前跑偏量，從而調(diào)整三相電流的大小及頻率，并 驅(qū)動(dòng)該行波磁場(chǎng)發(fā)生器進(jìn)行糾偏。
[0025] 可以理解地，當(dāng)金屬帶材1為軟磁材料時(shí)，該行波磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)金 屬帶材1會(huì)產(chǎn)生較大的吸力，影響金屬帶材1的穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)在金屬帶材1的兩側(cè)相同位 置設(shè)置有位置對(duì)稱的行波磁場(chǎng)發(fā)生器，保證兩側(cè)的行波磁場(chǎng)對(duì)稱且同步運(yùn)動(dòng)，抵消吸力的 影響。
[0026]具體原理如下：
[0027] 為了說明方便，建立參考坐標(biāo)系：設(shè)定金屬帶材1的表面為XY平面，金屬帶材1的 運(yùn)行方向?yàn)閄軸正向，Y軸與金屬帶材1的運(yùn)行方向垂直，金屬帶材1的上方為Z軸正向。
[0028] 由于鐵芯2上開有間距相等，深度相同的缺槽3,缺槽3中嵌有A相線圈、B相線 圈、C相線圈，在三相線圈中通入三相對(duì)稱正弦電流后會(huì)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。當(dāng)不考慮由于鐵芯 2兩端開斷而引起的縱向邊緣效應(yīng)時(shí)，這個(gè)氣隙磁場(chǎng)的分布情況可看成正弦形分布。當(dāng)三相 電流隨時(shí)間變化時(shí)，氣隙磁場(chǎng)將沿直線移動(dòng)，稱為行波磁場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論以及 感應(yīng)電流的集膚效應(yīng)，由于金屬帶材切割磁場(chǎng)，因此在金屬帶材的表面層產(chǎn)生禍電流，電流 密度為
[0029] 1 -?XΗ-^XΒ/μ
[0030] 電流在磁場(chǎng)中受到安培力作用
[0031] F= /JXBdV
[0032] 其中，Η-磁場(chǎng)強(qiáng)度，B-磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ-磁導(dǎo)率。
[0033] 感應(yīng)電流方向遵循右手定則，安培力方向遵循左手定則。因此，無論磁場(chǎng)的方向如 何，安培力的方向始終和行波磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向相同。然而，只有當(dāng)安培力的方向與金屬帶材 1的跑偏方向相反時(shí)，才能起到糾偏的效果。即由于鐵芯2的缺槽3與X向一致，此時(shí)行波 磁場(chǎng)的線速度沿Υ方向，此時(shí)金屬帶材1受到的Υ向安培力最大，糾偏效果最好。
[0034] 具體地，在金屬帶材1運(yùn)行的過程中，若金屬帶材1發(fā)生Υ軸負(fù)向跑偏，則Α相線 圈、B相線圈、C向線圈中分別通入三相交流電的A、B、C三相，